臺灣博碩士論文加值系統

摘要

本論文之目的是在探討結合激振及撓性夾治具之撓性磨拋削系統加工硬脆材料硼玻璃之可行性研究。並分別推導出磨拋力及表面粗糙度之適用性統計數學模式。經驗證結果其誤差均在5％以下，經由實驗結果可得知結合激振及撓性磨拋削系統可有效降低工件之表面能，進而使切削力下降，另一方面由實驗結果顯示選用適當的振動頻率可以對加工精度有顯著的改善最後並提出了加工策略讓振動加工方式能夠滿足各種加工品質的需求例如加工精度表面粗糙度加工率等等。

Abstract

The aims of thesis is to build a Grind-Polishing system in
Incnpnated an asised energy made from vibration and flexible
Fixture for a brittle workpiece such as-boron glass.The experimental results show that the cutting force is reduced
And the vibration frequency plays an important role on the accuracy of the workpiece.Finally a machining strategy is
PMWPM(Precision Machining Without Precision Machine),for applying to the practical system,with 95％ confidence interval,The adequate stastical models for Grind-Polishing
force and surface finish are derived.The vertification experiments showed the errors are kept within 5％.

目錄
誌謝 Ⅰ
中文摘要 Ⅱ
英文摘要 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅶ
表目錄 Ⅹ

第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究動機與目的 4
1.4論文架構 5

第二章 相關理論 7
2.1 撓性刀具 7
2.2 磨與拋程度的探討 8
2.3 材料移除率 9
2.4 單位切削能 10
2.5 振動加工原理 12

第三章 實驗設備與機台誤差補正 14
3.1 實驗設備 14
3.2 撓性夾治具之設計 21
3.2.1 相關原理 21
3.2.2 設計步驟 22
3.3 機台誤差補正 27
3.4 誤差量測方法 30
3.5 誤差補償模式 33
3.6 彈性係數之量測 36

第四章 實驗規劃與實驗步驟 39
4.1實驗設計 39
4.2 直交表 39
4.3實驗規劃 42
4.4 實驗步驟 45
4.6 實驗後處理 49

第五章 實驗結果與討論 50
5.1實驗結果 51
5.2電化學與激振的效應 58
5.3統計資料分析 61
5.3.1 無激振時Y軸切削力之SAS迴歸結果 62
5.3.2 加激振時Y軸切削力之SAS迴歸結果 65
5.3.3 無激振時Z軸切削力之SAS迴歸結果 68
5.3.4 加激振時Z軸切削力之SAS迴歸結果 71
5.3.5 無激振時實際電流之SAS迴歸結果 74
5.3.6 加激振時實際電流之SAS迴歸結果 77
5.3.7 無激振時Ra之SAS迴歸結果 80
5.3.8 加激振時Ra之SAS迴歸結果 83
5.4加工參數之間的關係 86
5.4.1就表面粗糙度而言 86
5.4.2就Z軸切削力而言 87
5.4.3就Y軸切削力而言 87
5.5 驗證實驗 91
5.5.1 驗證實驗規劃 91
5.5.2 驗證實驗結果 91
5.5.3 驗證實驗值與計算值之比較(無激振) 92
5.5.4 驗證實驗值與計算值之比較(加激振) 93

第六章 加工策略探討 71
6.1 振動加工使用時機的探討 71
6.2 先低頻振動磨拋加工再高頻振動磨拋削加工實驗 75
6.2 應用磨拋削比例的選擇達到高精度的切削 75

第七章 結論與未來展望 77
7.1 結論 77
7.2 未來展望 77

References 79








圖目錄
圖2-1 撓性刀具的種類 7
圖2-2 切削分力間的關係 11
圖2-3 粗糙度改善示意圖 12
圖3-1 高速銑床 14
圖3-2 KISTLER切削動力計 15
圖3-3 渦電流位移計 15
圖3-4 資料截取系統 16
圖3-5 表面粗度儀 16
圖3-6 單面轉子平衡校正儀 17
圖3-7 千分量表 17
圖3-8 磨拋削刀具 18
圖3-9 高頻致動器及高頻致動氣之電源供應器 18
圖3-10 撓性夾治具 19
圖3-11 撓性刀具機構 19
圖3-12 實驗儀器裝置圖 20
圖3-13 開槽式懸臂結構 21
圖3-14 撓性夾治具測試模型示意圖 23
圖3-15 撓性夾治具測試模型 24
圖3-16 撓性夾治具測試實驗配置示意圖 24
圖3-17 撓性夾治具測試實驗配置圖(Ι) 25
圖3-18 撓性夾治具測試實驗配置圖(Ⅱ) 25
圖3-19 撓性夾治具測試實驗配置圖(Ⅲ) 26
圖3-20 改良後之撓性夾治具示意圖(Ι) 26
圖3-21 改良後之撓性夾治具示意圖(Ⅱ) 27
圖3-22 撓性夾治具實體圖 28
圖3-23 工具機的六個自由度 30
圖3-24 位移誤差 31
圖3-25 垂直度誤差 31
圖3-26誤差補正流程圖 34
圖3-27 彈簧係數 ∑ ky之力量與位移關係圖 37
圖3-28 彈簧係數 ∑ kz之力量與位移關係圖 37
圖4-1 千分表校正工件平面圖 49
圖4-2 位移計量測激振振幅 50
圖4-3 實驗配置圖 51
圖4-4 實驗配置圖之局部放大圖 51
圖4-5 以平衡儀校正高速主軸轉速 52
圖5-1 轉速-進給與之關係圖 60
圖5-2 轉速-頻率與之關係圖 60
圖5-3 進給-頻率與之關係圖 61
圖5-4 轉速-進給與之關係圖 63
圖5-5 轉速-頻率與之關係圖 63
圖5-6 進給-頻率與之關係圖 64
圖5-7 轉速-進給與之關係圖 66
圖5-8 轉速-頻率與之關係圖 66
圖5-9 進給-頻率與之關係圖 67
圖6-1 在不同的P與Q比例下，Ra與進給之關係 72
圖6-2 在不同的P與Q比例下，Ra與進給之關係 73
圖6-3 在不同的P與Q比例下，Ra與進給之關係 73
圖6-4 在不同的P與Q比例下，Ra與進給之關係 74
圖6-5 在不同的P與Q比例下，Ra與進給之關係 74





















表目錄
表3-1 Y軸簧片之彈簧係數ky 36
表3-2 Z軸彈簧之彈簧係數kz 36
表4-1 直交表 41
表4-2 中心式合成設計 42
表4-3 中心式合成設計組合 43
表4-4 實驗水準配置表(Ι) 46
表4-5 實驗水準配置表(Ⅱ) 47
表4-6 實驗參數配置表 48
表5-1 實驗規劃表與Y軸切削力量測結果 55
表5-2 實驗規劃表與Z軸切削力量測結果 56
表5-3 實驗規劃表與表面粗糙度量測結果 57
表 5-4 Response Surface Model for Variable Fy 59
表 5-5 Response Surface Model for Variable Fz 62
表5-6 Response Surface Model for Variable Ra 65
表5-7 驗証實驗規劃及實驗結果 69
表5-18 驗証實驗結果 91

References
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